HDMI·DisplayPort 버전별 대역폭: 해상도·주사율 한계와 조건

이 문서는 HDMI 1.4~2.1과 DisplayPort 1.2~2.1의 버전별 대역폭, 해상도·주사율 한계, DSC 압축, 색 깊이와 크로마 서브샘플링의 영향, 케이블 인증 등급, 노트북 USB-C 출력의 제약을 정리합니다.

버전 번호보다 먼저 확인할 유효 전송률

규격이 광고하는 숫자는 선로 위의 총 비트율(링크 대역폭)입니다. 실제로 영상 데이터가 쓸 수 있는 양은 인코딩 오버헤드를 뺀 유효 대역폭이며, 해상도·주사율 한계는 이 값으로 정해집니다.

규격	신호 방식	링크 대역폭	인코딩	유효 대역폭
HDMI 1.4	TMDS, 3채널 + 클록	10.2 Gbps	8b/10b	8.16 Gbps
HDMI 2.0	TMDS, 3채널 + 클록	18 Gbps	8b/10b	14.4 Gbps
HDMI 2.1	FRL, 4레인 × 12 Gbps	48 Gbps	16b/18b	약 42.67 Gbps
DP 1.2	HBR2, 4레인 × 5.4 Gbps	21.6 Gbps	8b/10b	17.28 Gbps
DP 1.3·1.4	HBR3, 4레인 × 8.1 Gbps	32.4 Gbps	8b/10b	25.92 Gbps
DP 2.0·2.1	UHBR10, 4레인 × 10 Gbps	40 Gbps	128b/132b	약 38.7 Gbps
DP 2.0·2.1	UHBR13.5, 4레인 × 13.5 Gbps	54 Gbps	128b/132b	약 52.2 Gbps
DP 2.0·2.1	UHBR20, 4레인 × 20 Gbps	80 Gbps	128b/132b	77.37 Gbps

HDMI의 10.2·18·48 Gbps는 HDMI.org 케이블 종류 안내와 HDMI 2.1 발표문의 값입니다. DP 1.2의 21.6 Gbps(레인당 5.4 Gbps)는 VESA의 DP 1.2 발표문, DP 1.3의 32.4 Gbps와 유효 25.92 Gbps는 VESA의 DP 1.3 발표문, DP 2.0의 유효 77.37 Gbps는 VESA의 DP 2.0 발표문에 있습니다. HDMI 8.16·14.4 Gbps와 DP 17.28 Gbps는 링크 대역폭에 8b/10b 효율 80%를 곱한 계산값이고, UHBR10·UHBR13.5의 유효값은 VESA가 밝힌 UHBR20의 비율(77.37/80)을 같은 방식으로 적용한 추정값입니다. 128b/132b만 계산하면 UHBR20은 약 77.58 Gbps가 되며, VESA 공표값 77.37 Gbps와의 차이는 순방향 오류 정정 등 추가 오버헤드로 보입니다(공개 발표문에는 분해 내역이 없습니다).

HDMI는 기능이 버전에 묶이지 않는다는 점도 알아 둘 필요가 있습니다. HDMI Licensing Administrator 설명에 따르면 HDMI 2.1의 각 기능은 선택 사항이고, HDMI 2.1 준수를 표시하는 제품은 지원하는 기능을 함께 적어야 합니다. 「HDMI 2.1 포트」라는 표기만으로 48 Gbps FRL이나 4K 120Hz를 보장하지 않습니다.

HDMI 1.4에서 2.1까지, TMDS에서 FRL로의 전환

HDMI 2.0까지는 TMDS 방식입니다. 데이터 3채널과 클록 1채널을 쓰고 8b/10b로 인코딩합니다(Allion Labs). HDMI 2.1은 FRL(Fixed Rate Link)을 도입해 클록 전용 채널 자리까지 데이터 레인으로 써서 4레인을 만들고, 레인당 3·6·8·10·12 Gbps 중 하나로 동작하며 16b/18b로 인코딩합니다(Black Box, Allion Labs). 인코딩 효율은 80%에서 약 88.9%로 오릅니다.

버전	대표 해상도·주사율	근거
HDMI 1.4	4096×2160 24Hz, 3840×2160 24·25·30Hz	HDMI 1.4b 사양 안내
HDMI 2.0	4K 50·60Hz	HDMI 2.0 발표문
HDMI 2.1	4K 120Hz, 8K 60Hz, 최대 10K(업무용 AV)	HDMI 2.1 발표문
HDMI 2.2	4K 240Hz 4:4:4 10·12비트, 8K 60Hz 4:4:4 (96 Gbps)	HDMI 2.2 발표문

HDMI 2.1의 「비압축 8K 60Hz」는 4:4:4가 아닙니다. 아래 계산처럼 8K 60Hz 10비트 4:4:4는 42.67 Gbps를 넘기 때문에 4:2:0으로 줄이거나 DSC를 써야 합니다. HDMI 2.2가 96 Gbps와 Ultra96 케이블로 「8K 60Hz 4:4:4 비압축」을 새 기능으로 내세운 것(HDMI.org 케이블 종류 안내)도 같은 이유입니다. HDMI 2.2는 2025년 1월 6일 발표됐고, Ultra96 케이블은 2025년 3~4분기 출시 예정으로 공지됐습니다(HDMI 2.2 발표문).

DisplayPort 1.2에서 2.1까지, 8b/10b에서 128b/132b로의 인코딩 변화

DP 1.x는 레인당 비트율을 올려 온 세대입니다. DP 1.2는 HBR2(5.4 Gbps/레인)로 3840×2400 60Hz 단일 모니터와 MST(다중 스트림)를 도입했고(VESA DP 1.2), DP 1.3은 HBR3(8.1 Gbps/레인)로 올렸습니다. DP 1.4는 HBR3를 그대로 두고 DSC 1.2 전송을 처음 넣었습니다(VESA DP 1.4).

DP 2.0(2019년 6월)은 레인당 최대 20 Gbps와 128b/132b 인코딩으로 유효 77.37 Gbps를 냅니다. VESA가 제시한 구성 예는 8K(7680×4320) 60Hz 30bpp 4:4:4 비압축, 10K(10240×4320) 60Hz 24bpp 비압축, 4K 144Hz 두 대 비압축, 16K 60Hz(DSC 사용)입니다(VESA DP 2.0). DP 2.1은 링크 속도를 바꾸지 않고 USB Type-C·USB4 물리층과의 정렬, USB4 터널링 대역폭 관리, 케이블 길이 개선을 더했습니다(VESA DP 2.1). 그래서 대역폭 기준으로는 2.0과 2.1을 같은 세대로 보고, 실제 상한은 버전보다 기기가 지원하는 UHBR 등급(10·13.5·20)으로 판단합니다.

색 깊이와 크로마 서브샘플링이 정하는 필요 대역폭

필요 대역폭은 「픽셀 클록 × 픽셀당 비트 수」로 계산합니다. 픽셀당 비트 수는 색 깊이와 크로마 형식이 정합니다.

크로마 형식	픽셀당 비트(8비트)	픽셀당 비트(10비트)	4:4:4 대비
4:4:4 / RGB	24	30	100%
4:2:2	16	20	약 67%
4:2:0	12	15	50%

아래 표는 이 문서에서 계산한 값입니다. 픽셀 클록은 TV 쪽 CTA-861 타이밍(4K 60Hz 594 MHz, 4K 120Hz 1188 MHz, 8K 60Hz 2376 MHz)과 PC 모니터가 흔히 쓰는 CVT-RBv2(블랭킹 축소) 근사값을 함께 적었습니다. 오디오와 패킷 오버헤드는 넣지 않았으므로 경계에 가까운 값은 실제 기기에서 달라질 수 있습니다.

형식	8비트 4:4:4	10비트 4:4:4	10비트 4:2:2	10비트 4:2:0
4K 60Hz, CTA	14.26	17.82	11.88	8.91
4K 60Hz, RBv2 근사	12.54	15.68	10.45	7.84
4K 120Hz, CTA	28.51	35.64	23.76	17.82
4K 120Hz, RBv2 근사	25.82	32.27	21.52	16.14
4K 144Hz, RBv2 근사	31.35	39.19	26.12	19.59
8K 60Hz, CTA	57.02	71.28	47.52	35.64

(단위 Gbps)

이 표를 유효 대역폭과 맞대면 흔한 제약이 그대로 나옵니다. HDMI 2.0(14.4 Gbps)은 4K 60Hz 8비트 4:4:4까지이고, 10비트 HDR을 4K 60Hz로 보내려면 4:2:2나 4:2:0으로 내려야 합니다. DP 1.4(25.92 Gbps)는 블랭킹을 줄인 타이밍에서 4K 120Hz 8비트가 한계에 가깝게 들어가고, 10비트나 144Hz는 DSC 또는 4:2:2가 필요합니다. HDMI 2.1(약 42.67 Gbps)은 4K 120Hz 10비트 4:4:4가 비압축으로 들어가지만 8K 60Hz 10비트는 4:2:0(35.64)이어야 들어갑니다. DP UHBR20(77.37 Gbps)은 8K 60Hz 10비트 4:4:4를 비압축으로 보냅니다.

대역폭 부족을 메우는 DSC 압축

DSC(Display Stream Compression)는 VESA가 만든 고정 비율 압축으로, DSC 1.2 전송은 최대 3:1 압축이며 VESA 회원사 시험에서 시각적 무손실로 판정됐습니다(VESA DP 1.4). DP 2.1 발표문은 DSC가 전송 대역폭을 67% 넘게 줄일 수 있다고 적습니다(VESA DP 2.1). HDMI 2.1도 선택 기능으로 DSC 1.2a를 쓰며, 이것으로 8K 100~120Hz를 보냅니다(HDMI.org 8K 생태계 글).

조합	DSC 없이	DSC 사용
DP 1.4로 4K 144Hz 10비트	불가(39.19 > 25.92)	가능
DP 1.4로 8K 60Hz HDR	불가	VESA가 예로 든 구성(DP 1.4)
HDMI 2.1로 8K 60Hz 10비트 4:4:4	불가(71.28 > 42.67)	가능
HDMI 2.1로 8K 120Hz	불가	HDMI.org가 밝힌 구성

DSC는 송신기(GPU)와 수신기(모니터·TV)가 모두 지원해야 동작합니다. 한쪽이라도 DSC가 없으면 위 조합은 해상도·주사율·색 깊이 중 하나를 내려야 성립합니다.

케이블 인증 등급으로 정해지는 실제 상한

포트가 지원해도 케이블이 그 속도를 통과시키지 못하면 링크 학습 단계에서 낮은 속도로 떨어지거나 화면이 깜박입니다. 두 규격 모두 대역폭 등급별 케이블 인증을 운영합니다.

케이블 인증	인증 대역폭	대표 용도
High Speed HDMI	10.2 Gbps	4K 30Hz
Premium High Speed HDMI	18 Gbps	4K 60Hz, HDR
Ultra High Speed HDMI	48 Gbps	4K 120Hz, 8K 60Hz
Ultra96 HDMI	96 Gbps	4K 240Hz·8K 60Hz 4:4:4
DP8K	HBR3 × 4레인, 32.4 Gbps	DP 1.3·1.4 기기
DP40	UHBR10 × 4레인, 40 Gbps	UHBR10 기기
DP54	UHBR13.5 × 4레인, 54 Gbps, 패시브 최대 2m	UHBR10·UHBR13.5 기기
DP80	UHBR20 × 4레인, 80 Gbps	UHBR20 기기
DP80LL	UHBR20, 액티브 최대 3m	DP 2.1b에서 추가

HDMI 등급은 HDMI.org 케이블 종류 안내, DP40·DP80은 VESA UHBR 인증 안내, DP54는 VESA CES 발표, DP80LL은 VESA DP80LL 발표의 값입니다. VESA는 DP54가 기존 DP40을 대체하며 UHBR13.5 패시브 길이를 두 배로 늘린다고 밝혔습니다. DP80 패시브 케이블은 DP 2.1에서 1m를 넘는 길이가 가능해졌다고만 공지돼 있어(VESA DP 2.1), 구체적인 최대 길이는 제품의 인증 정보로 확인합니다. HBR3(DP 1.3·1.4) 링크용으로는 레인당 8.1 Gbps를 보장하는 DP8K 인증 케이블이 있고(VESA DP8K 안내), UHBR 링크는 해당 등급 인증을 받은 케이블이 필요합니다.

노트북 USB-C 출력(DP Alt Mode)의 레인 제약

노트북의 USB-C 영상 출력은 대부분 DisplayPort Alt Mode입니다. USB-C 케이블의 고속 레인 4개를 DP 신호로 돌려 쓰는 방식이라, 레인을 몇 개 쓰느냐에 따라 대역폭이 반으로 갈립니다. VESA에 따르면 4레인을 모두 DP에 쓰면 최대 80 Gbps(UHBR20 기준)를 보낼 수 있고, 2레인만 DP에 쓰면 나머지 2레인으로 SuperSpeed USB 데이터를 동시에 보내며 최대 40 Gbps가 됩니다(VESA DP Alt Mode 2.0). 4레인을 모두 쓸 때도 USB 2.0 데이터는 별도 핀으로 지나갑니다.

USB-C 출력 구성	링크 대역폭	유효 대역폭	4K 기준 가능 범위(계산)
HBR2 × 2레인	10.8 Gbps	8.64 Gbps	4K 30Hz
HBR3 × 2레인	16.2 Gbps	12.96 Gbps	4K 60Hz 8비트(RBv2)
HBR3 × 4레인	32.4 Gbps	25.92 Gbps	4K 120Hz 8비트(RBv2)
UHBR20 × 4레인	80 Gbps	77.37 Gbps	8K 60Hz 10비트 4:4:4

VESA는 HBR3 2레인으로 USB 데이터와 4K 모니터를 동시에 쓸 수 있다고 설명합니다(VESA DP Alt Mode 2.0). USB-C 허브나 도크가 USB 3 포트를 함께 제공하면 2레인 구성이 되는 경우가 많고, 이때 4K 60Hz가 상한이 됩니다. USB4·Thunderbolt 포트는 DP 신호를 터널링하므로 같은 링크를 다른 데이터와 나눠 쓰며, DP 2.1은 이 공유를 관리하는 대역폭 관리 기능을 넣었습니다(VESA DP 2.1). 고속 레인이 없는 USB 2.0 전용(충전용) 케이블은 DP Alt Mode 신호를 실어 나를 레인이 없어 영상이 나오지 않습니다.

노트북이 지원하는 링크 속도(HBR2·HBR3·UHBR)와 DSC 여부는 USB-C 로고만으로 알 수 없고, 제조사 사양서의 「DisplayPort 1.4 Alt Mode」「최대 외부 해상도」 항목으로 확인합니다.

4K 120Hz가 나오지 않을 때의 점검 순서

순서	확인 항목	기준
1	송신 포트	HDMI는 FRL(2.1 기능 중 대역폭 항목) 지원, DP는 HBR3 이상
2	케이블 인증	HDMI는 Ultra High Speed, DP는 HBR3면 DP8K, UHBR면 DP40·DP54·DP80
3	색 설정	10비트 4:4:4가 대역폭을 넘으면 8비트 또는 4:2:2로 내림
4	모니터·TV 입력	해당 입력 단자가 4K 120Hz를 받는지, TV의 입력별 고대역폭 설정이 켜졌는지
5	DSC	양쪽이 DSC를 지원하면 10비트 4:4:4 유지 가능

TV는 입력 단자마다 지원 대역폭이 다른 제품이 있고, 고대역폭 입력을 켜는 메뉴 이름은 제조사마다 다릅니다. 순서대로 보는 이유는 앞 단계가 막히면 뒤 단계의 설정이 결과를 바꾸지 못하기 때문입니다. 포트가 TMDS(HDMI 2.0 수준)까지만 지원하면 케이블과 설정을 바꿔도 4K 120Hz 4:4:4는 나오지 않습니다.